|
大摻量粉煤灰水泥研制及粉煤灰水化動(dòng)力學(xué)研究
|
|
資料類(lèi)別
|
化工建筑畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
|
|
課程(專(zhuān)業(yè))
|
材料學(xué) |
|
關(guān)鍵詞
|
粉煤灰|火山灰活性 |
|
適用年級(jí)
|
大學(xué) |
|
身份要求
|
普通會(huì)員 |
|
金 幣
|
100 �。�金幣如何獲得？） |
|
文件格式
|
word |
|
文件大小
|
1806K |
|
發(fā)布時(shí)間
|
2010-04-19 13:26:00 |
|
預(yù)覽文件
|
無(wú) |
|
下載次數(shù)
|
1 |
| 發(fā)布人 |
xuzhiyang |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
畢業(yè)論文 大摻量粉煤灰水泥研制及粉煤灰水化動(dòng)力學(xué)研究，共72頁(yè)，36097字。
摘 要
粉煤灰的處置和水泥工業(yè)能源消耗一直以來(lái)都是環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的重要問(wèn)題。粉煤灰的主要化學(xué)成分為SiO2和Al2O3，能與水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生二次水化反應(yīng)，具有很好的火山灰活性，能夠替代部分水泥或是作為原料直接用于水泥的生產(chǎn)中。但在常溫下這種反應(yīng)過(guò)程非常緩慢，使水泥早期強(qiáng)度過(guò)低，造成粉煤灰的利用率一直很低。因此，如何提高粉煤灰的活性就成為粉煤灰綜合利用的研究熱點(diǎn)問(wèn)題。本文研究了粉煤灰火山灰活性激發(fā)的影響因素，并從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)的角度對(duì)其火山灰反應(yīng)進(jìn)行了分析，研究了不同激發(fā)劑對(duì)其火山灰活性的激發(fā)效果，并對(duì)其激發(fā)機(jī)理作了分析。
研究結(jié)果表明，粉煤灰本身并不具有膠凝性，常溫下養(yǎng)護(hù)或提高養(yǎng)護(hù)溫度時(shí)均不會(huì)自己凝結(jié)。但在堿性環(huán)境中有適量富含活性鈣質(zhì)激發(fā)劑組分時(shí)，溶液中的OH﹣能打破粉煤灰表面的Al-O、Si-O網(wǎng)絡(luò)，并與液相中的Ca2+反應(yīng)生成類(lèi)似于硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物的凝膠物質(zhì)而獲得很好的強(qiáng)度。并且，升高養(yǎng)護(hù)溫度能很大程度地提高堿和石膏對(duì)粉煤灰的激發(fā)作用。但是，反應(yīng)進(jìn)行至一定齡期之后，溫度的影響將不再明顯。
從熱力學(xué)方面進(jìn)行分析，粉煤灰具有較高的活性和水化反應(yīng)能力，在粉煤灰—石灰—水系統(tǒng)中粉煤灰主要活性成分SiO2和Al2O3的水化反應(yīng)均能自發(fā)進(jìn)行，且SiO2的水化反應(yīng)要比Al2O3發(fā)生的可能性更大。從化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方面分析，粉煤灰的水化反應(yīng)初期階段符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，且其反應(yīng)速率常數(shù)與反應(yīng)溫度之間的關(guān)系符合阿累尼烏斯定律，據(jù)此可計(jì)算出其表觀活化能。
利用禹州火電廠粉煤灰和鄭州金龍水泥廠濕法回轉(zhuǎn)窯熟料，輔助少量自制粉煤灰活性復(fù)合激發(fā)劑生產(chǎn)的大摻量粉煤灰水泥粉煤灰摻量達(dá)到50%以上，3天、28天抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到18MPa和50MPa，并且具有凝結(jié)硬化快、早期強(qiáng)度高和后期強(qiáng)度發(fā)展迅速等優(yōu)點(diǎn)，且具有良好的抗硫酸鹽侵蝕、抗堿集料反應(yīng)和護(hù)筋性能。粉煤灰活性復(fù)合激發(fā)劑能夠和粉煤灰直接發(fā)生反應(yīng)，生成活性物質(zhì)，然后吸收液相中的Ca2+生成類(lèi)似普通硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物，而且其中的早強(qiáng)成分也能對(duì)粉煤灰的早期活性激發(fā)效果有所增加，改善漿體的早期強(qiáng)度。
關(guān)鍵詞：粉煤灰 火山灰活性 化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué) 激發(fā)劑 表觀活化能
Abstract
Disposition of fly ash and energy source consumption of cement industry are two important questions in environment protection and sustainable development. The main chemical composition of fly ash are SiO2 and Al2O3. Fly ash which has fine pozzolanic activity can react with hydration product Ca(OH)2 of cement, so it can replace part cement or be used in cement as raw material. The utilization ratio of fly ash is too low now, because the reaction is very slow at normal temperature, it causes lower strength of cement. Therefore, it has become a hot debate in research of fly ash utilization about how to improve its pozzolanic activity. In this paper, the influence factors of fly ash activity excitation are investigated, the thermodynamics and chemical reaction kinetics of the pozzolanic reaction are analyzed. The effect of different activators are studied, and the mechanism of excitation is also analyzed.
The results show that, the pozzolanic activity of fly ash is potential. Fly ash can not coagulate itself at normal or high temperature, but the Si-O and Al-O net on the surface of fly ash will be broken by OH﹣in alkalinity environment when there is some active calcareous component. It can react with Ca2+ in liquid phase, and produce gelatin similar as Portland cement hydration product to obtain fine strength. In addition, on the premise of activator, higher temperature can increase the excitation effects before a certain age.
The thermodynamics analysis results show that, fly ash has fine pozzolanic activity and hydration reaction ability. In Fly ash-Lime-Water system, the hydration reaction of SiO2 and Al2O3 which are the main active composition in fly ash can carry out spontaneously, and the hydration of SiO2 is easier than Al2O3. The chemical reaction kinetics analysis results show that, the hydration reaction of fly ash from thermal power plant accord with single stage reaction kinetics model, the relation between reaction rate constant and temperature accord with Arrhenius rule, and the apparent activation energy is obtained on these grounds.
High-volume fly ash cement, that the amount of fly ash is more than 50%, is produced with fly ash of Xuchang Yuzhou thermal power plant, rotary kiln clinker of Zhengzhou Jinlong cement factory, and some self-made fly ash pozzolanic activity compound activator. The compressive strength of high-volume fly ash cement at 3 days and 28 days respectively achieve 18MPa and 50MPa, and high-volume fly ash cement congeals hardens quickly, had high early strength, later strength developing rapidly, and it also had fine anti-sulfate corroding, anti-AAR reaction and steel protecting performances. The fly ash activity compound activator can react with fly ash directly and produce active material. Then the active material can absorb Ca2+ in liquid phase and produce hydration products similar as ordinary Portland cement. Besides, the accelerators in the compound activator can increase the excitation effect of early activity, improve early strength of paste.
Keywords: fly ash, pozzolanic activity, chemical reaction kinetic, activator,
apparent activation energy
目 錄
摘 要 1
Abstract 2
目 錄 I
引 言 1
1 文獻(xiàn)綜述 3
1.1 前言 3
1.2 粉煤灰的產(chǎn)生和組成 3
1.2.1 粉煤灰的產(chǎn)生過(guò)程 3
1.2.2 粉煤灰的組成及性質(zhì) 4
1.3 粉煤灰的綜合利用研究進(jìn)展 5
1.3.1 粉煤灰在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用 5
1.3.2 粉煤灰在化工領(lǐng)域的應(yīng)用 8
1.3.3 粉煤灰在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 9
1.3.4 粉煤灰在污水處理中的應(yīng)用 9
1.4 粉煤灰水泥工業(yè)中的應(yīng)用 10
1.5 粉煤灰水化特性研究進(jìn)展 11
1.6 粉煤灰活性激發(fā)研究進(jìn)展 12
1.6.1 影響粉煤灰化學(xué)活性的主要因素 12
1.6.2 粉煤灰活性激發(fā)方法 13
1.7 本課題的技術(shù)思路、研究?jī)?nèi)容和研究方法 19
1.7.1 技術(shù)路線 19
1.7.2 本課題的主要研究?jī)?nèi)容和研究方法 19
2 粉煤灰活性影響因素研究 20
2.1 試驗(yàn)原材料及儀器 20
2.1.1 試驗(yàn)原材料 20
2.1.2 試驗(yàn)儀器設(shè)備 20
2.2 試驗(yàn)方法 20
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析 21
2.3.1 不同種類(lèi)的激發(fā)劑與強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)系 21
2.3.2 溫度對(duì)漿體強(qiáng)度發(fā)展的影響 22
2.3.3 反應(yīng)產(chǎn)物礦物成分及微觀形貌分析 23
2.3.3 粉煤灰反應(yīng)機(jī)理分析 26
2.4 小結(jié) 27
3 粉煤灰水化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究 29
3.1 粉煤灰水化反應(yīng)熱力學(xué)判斷 29
3.2 粉煤灰-石灰-水體系粉煤灰水化過(guò)程 31
3.2.1 粉煤灰水化過(guò)程模型的建立 31
3.2.2 粉煤灰水化過(guò)程掃描電鏡和能譜分析 32
3.3 粉煤灰火山灰反應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析 35
3.3.1 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)設(shè)備 35
3.3.2 試驗(yàn)方法 35
3.3.3 動(dòng)力學(xué)模型建立 36
3.3.4 粉煤灰活性物反應(yīng)速率方程和表觀活化能 39
3.4 小結(jié) 41
4 大摻量粉煤灰水泥的研究 43
4.1 原材料與方法 43
4.1.1 試驗(yàn)原材料 43
4.1.2 試驗(yàn)方法 43
4.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備 44
4.3 不同激發(fā)劑對(duì)粉煤灰水泥力學(xué)性能的影響 44
4.3.1 激發(fā)劑配比及水泥配合比 44
4.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析 45
4.4 復(fù)合激發(fā)劑在大摻量粉煤灰水泥中的應(yīng)用 46
4.4.1 水泥性能檢測(cè) 46
4.4.2 礦物成分及微觀結(jié)構(gòu)分析 48
4.4.3 激發(fā)劑的反應(yīng)機(jī)理分析 50
4.4.4 大摻量粉煤灰水泥耐久性研究 52
4.5 復(fù)合激發(fā)劑對(duì)其它粉煤灰的適用性 55
4.5.1 試驗(yàn)原材料 56
4.5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析 56
4.6 小結(jié) 57
5 結(jié)論與展望 58
5.1 結(jié)論 58
5.2 展望 59
參考文獻(xiàn) 60
致 謝 63
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文 64
相關(guān)說(shuō)明：
1. 如您下載的資料不止一份，建議您注冊(cè)成為本站會(huì)員。會(huì)員請(qǐng)登錄后下載。
2. 會(huì)員購(gòu)買(mǎi)金幣50元以下，0.7元/個(gè)，50元以上，0.5元/個(gè)。具體請(qǐng)看：下載與付款。
3. 會(huì)員48小時(shí)內(nèi)下載同一文件，不重復(fù)扣金幣。
4. 下載后請(qǐng)用WinRAR或 WinZIP解壓縮后使用。
5. 如仍有其他下載問(wèn)題，請(qǐng)看常見(jiàn)問(wèn)題解答。
下載地址：
|
|
| 相關(guān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
|
|
| 推薦畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
|
|
|
|
|